本發(fā)明涉及一種復合增韌改性環(huán)氧結構膠的制備方法，屬于膠水制備技術領域。
背景技術：
環(huán)氧樹脂膠粘劑對金屬、塑料、玻璃、陶瓷等材料都有很好的粘接性能，在粘接固化后具有優(yōu)良的機械性能、電氣絕緣性能、耐熱性和耐化學品性能，因而在機械加工制造、電子電氣、航空航天、造船、汽車、建造等方面都有廣泛的應用；如在汽車、飛機等工業(yè)領域中為了減輕質(zhì)量，減少應力集中，常使用高強度結構膠來取代焊接粘結鋁合金、不銹鋼和非金屬復合材料，近年來中國環(huán)氧膠粘劑產(chǎn)量一直以10％以上的速度增長，產(chǎn)值增長速度達到25％左右，令全世界側目，說明膠粘劑行業(yè)提高高端產(chǎn)品的比例結構調(diào)整已經(jīng)見效，2010年國家相繼出臺了汽車、電子等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)振興計劃，這些產(chǎn)業(yè)政策的傾斜使得對高端環(huán)氧膠粘劑的需求量大大增加。
普通環(huán)氧樹脂固化后由于存在交聯(lián)密度高，這樣環(huán)氧材料具有很大的脆性，耐沖擊性較差、易開裂；同時由于材料間的膨脹系數(shù)存在較大的相異，在環(huán)境溫度變化較大時，容易出現(xiàn)界面脫開、鼓包、邊緣起翹等現(xiàn)象，限制了它在某些技術領域的應用。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題：針對目前普通環(huán)氧結構膠固化后由于存在交聯(lián)密度高，導致其脆性大，耐沖擊性較差、易開裂的問題，提供了一種復合增韌改性環(huán)氧結構膠的制備方法，該方法將竹筍發(fā)酵均質(zhì)得到富含親水基團的氨基酸提取液，對納米二氧化硅進行浸泡改性，再用聚氨酯對環(huán)氧樹脂先進行互穿網(wǎng)絡預增韌，最后添加改性納米二氧化硅，高速分散后即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠，本發(fā)明通過對納米二氧化硅表面進行擴增基團來提高其分散性，再和聚氨酯復合改性環(huán)氧樹脂，結合了填充增韌和互穿網(wǎng)絡增韌，有效解決了普通環(huán)氧結構膠脆性大，耐沖擊性較差、易開裂的問題。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：
（1）稱取800～900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1～2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒，最后添加20～30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2～3周；
（2）待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉入高壓均質(zhì)機中，在3～5MPa的壓力下均質(zhì)處理10～15min，將得到的均質(zhì)物過濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300～400W功率振蕩浸漬過夜，將浸漬過夜后的混合物放入臥式離心機以6000～7000r/min轉速離心15～20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；
（3）按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對其抽真空脫水至含水率低于0.5%，再向燒瓶中通入氮氣置換出瓶中所有空氣，在氮氣保護下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；
（4）滴加完畢后，將燒瓶移入60～70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫攪拌反應50～70min得聚氨酯預聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預聚體加入到80～90℃的雙酚A環(huán)氧樹脂中，保溫攪拌混合1～2h后，再加入聚氨酯預聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80～90℃下繼續(xù)攪拌反應2～3h，得到增韌預膠液；
（5）按固液比為1:100將步驟（2）備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預膠液中并一起移入高剪切分散乳化機中，以2.0～2.2kW功率和2300～2500r/min轉速剪切分散3～5h后出料，即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠。
本發(fā)明的應用方法：首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無銹、無油、無塵，再將上述制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.2～0.4mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結構膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結構膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測，該復合增韌改性環(huán)氧結構膠粘結性能高，韌性好，不易開裂。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發(fā)明制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠粘結性能高，25℃時粘度為2500～4000mPa·s；
（2）本發(fā)明制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠韌性高，其耐沖擊強度達到35～40kg·cm/cm2；
（3）本發(fā)明制備工藝簡單，所需的成本低，且對環(huán)境無污染。
具體實施方式
首先稱取800～900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1～2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒，最后添加20～30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2～3周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉入高壓均質(zhì)機中，在3～5MPa的壓力下均質(zhì)處理10～15min，將得到的均質(zhì)物過濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300～400W功率振蕩浸漬過夜，將浸漬過夜后的混合物放入臥式離心機以6000～7000r/min轉速離心15～20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對其抽真空脫水至含水率低于0.5%，再向燒瓶中通入氮氣置換出瓶中所有空氣，在氮氣保護下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入60～70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫攪拌反應50～70min得聚氨酯預聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預聚體加入到80～90℃的雙酚A環(huán)氧樹脂中，保溫攪拌混合1～2h后，再加入聚氨酯預聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80～90℃下繼續(xù)攪拌反應2～3h，得到增韌預膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預膠液中并一起移入高剪切分散乳化機中，以2.0～2.2kW功率和2300～2500r/min轉速剪切分散3～5h后出料，即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠。
實例1
首先稱取900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒，最后添加30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵3周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉入高壓均質(zhì)機中，在5MPa的壓力下均質(zhì)處理15min，將得到的均質(zhì)物過濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以400W功率振蕩浸漬過夜，將浸漬過夜后的混合物放入臥式離心機以7000r/min轉速離心20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對其抽真空脫水至含水率為0.45%，再向燒瓶中通入氮氣置換出瓶中所有空氣，在氮氣保護下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫攪拌反應70min得聚氨酯預聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預聚體加入到90℃的雙酚A環(huán)氧樹脂中，保溫攪拌混合2h后，再加入聚氨酯預聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在90℃下繼續(xù)攪拌反應3h，得到增韌預膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預膠液中并一起移入高剪切分散乳化機中，以2.2kW功率和2500r/min轉速剪切分散3h后出料，即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無銹、無油、無塵，再將上述制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.4mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結構膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結構膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測，該復合增韌改性環(huán)氧結構膠粘結性能高，韌性好，不易開裂。
實例2
首先稱取800g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒，最后添加20g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉入高壓均質(zhì)機中，在3MPa的壓力下均質(zhì)處理10min，將得到的均質(zhì)物過濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300W功率振蕩浸漬過夜，將浸漬過夜后的混合物放入臥式離心機以6000r/min轉速離心15min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對其抽真空脫水至含水率為0.49%，再向燒瓶中通入氮氣置換出瓶中所有空氣，在氮氣保護下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入60℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫攪拌反應50min得聚氨酯預聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預聚體加入到80℃的雙酚A環(huán)氧樹脂中，保溫攪拌混合1h后，再加入聚氨酯預聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80℃下繼續(xù)攪拌反應2h，得到增韌預膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預膠液中并一起移入高剪切分散乳化機中，以2.0kW功率和2300r/min轉速剪切分散3h后出料，即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無銹、無油、無塵，再將上述制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.2mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結構膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結構膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測，該復合增韌改性環(huán)氧結構膠粘結性能高，韌性好，不易開裂。
實例3
首先稱取850g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒，最后添加25g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉入高壓均質(zhì)機中，在4MPa的壓力下均質(zhì)處理12min，將得到的均質(zhì)物過濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以350W功率振蕩浸漬過夜，將浸漬過夜后的混合物放入臥式離心機以6500r/min轉速離心17min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對其抽真空脫水至含水率為0.47%，再向燒瓶中通入氮氣置換出瓶中所有空氣，在氮氣保護下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入65℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫攪拌反應60min得聚氨酯預聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預聚體加入到85℃的雙酚A環(huán)氧樹脂中，保溫攪拌混合1h后，再加入聚氨酯預聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在85℃下繼續(xù)攪拌反應3h，得到增韌預膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預膠液中并一起移入高剪切分散乳化機中，以2.1kW功率和2350r/min轉速剪切分散4h后出料，即得復合增韌改性環(huán)氧結構膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無銹、無油、無塵，再將上述制備的復合增韌改性環(huán)氧結構膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.3mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結構膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結構膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測，該復合增韌改性環(huán)氧結構膠粘結性能高，韌性好，不易開裂。